Bioguided phytochemical study of extracts from some Saharan plants and their effect on Fusarium oxysporum f. sp. albedinis cellulase enzymes Etude phytochimique bioguidée des extraits de quelques plantes sahariennes et leur effet sur les cellulases du Fusarium oxysporum f. sp. albedinis

Abstract

Fusarium oxysporum f. sp. albedinis (Foa) is a soil-borne fungus causing the most serious disease of date palm (Phoenix dactylifera L.) called “Bayoudh’. In this study, the objective was to search for substances with an antifungal effect on Foa, as well as the enzymatic activity on its cellulases (the cell wall degradation enzymes of the host plant). For this, nine plants from the Algerian Sahara (South-West of Algeria) were chosen to evaluate their extracts, namely: Acacia raddiana, Anabasis aretioides, Asteriscus graveolens, Calotropis procera, Citrullus colocynthis, Launeae arborescens, Limoniastrum feei, Nerium oleander, and Pergularia tomentosa. The aerial parts of each plant were used to evaluate their extracts and fractions. Antifungal activity evaluation was realized by direct bioautography. The cellulases inhibition test was realized by contact bioautography. Also, a phytochemical screening has been done for these extracts on TLC plates. Phytochemical screening was intended to know which metabolite is responsible for the antifungal activity through correlation with antifungal and anti-cellulases effects. The phytochemical study revealed the presence of saponins, flavonoids, tannins, coumarins, and alkaloids in these extracts. The different extracts showed high variability in their phenolic and flavonoids contents as well as antifungal capacity, as in the case of ethyl acetate extracts. Detection of inhibition zones was revealed with ethanolic Gram’s iodine. Inhibition zones were determined as dark brown spots. The results of enzymatic activity -by contact bioautography technique- showed that some extracts of L. feei, L. arborescens, and A. graveolens present a significant effect on cellulases of Foa with a zone inhibition diameter higher than 2 mm. Two bioactive compounds were identified, namely: methyl gallate and syringic acid from the ethyl acetate fractions of the aerial parts of L. arborescens and A. graveolens using NMR (1H and 13C) spectrophotometry and LC-MS.

(Foa) Fusarium oxysporum f. sp. albedinis هو فطر ينتقل عن طريق التربة ويسبب أخطر أمراض نخيل التمر (Phoenix dactylifera L.) ويسمى "البيوض". في هذه الدراسة ، كان الهدف هو البحث عن المواد ذات التأثير المضاد للفطريات على Foa ، بالإضافة إلى النشاط الإنزيمي على سليولازها (إنزيمات تحلل جدار الخلية للنبات المضيف). لهذا الغرض، تم اختيار تسعة نباتات من الصحراء الجزائرية (جنوب غرب الجزائر) لتقييم مستخلصاتها، وهي: Acacia raddiana, Anabasis aretioides, Asteriscus graveolens, Calotropis procera, Citrullus colocynthis, Launeae arborescens, Limoniastrum feei, Nerium oleander, وPergularia tomentosa .تم استخدام الأجزاء الهوائية من كل نبتة لتقييم مستخلصاتها. تم تقييم النشاط المضاد للفطريات عن طريق ، الكروماتوغرافيا الحيوية الذاتية )بيواوتوغرافيا( المباشرة. تم إجراء اختبار تثبيط أنزيمات السيليولاز عن طريق الكروماتوغرافيا الحيوية الذاتية )بيواوتوغرافيا( التلامسية. أيضًا، تم إجراء فحص كيميائي نباتي لهذه المستخلصات على صفائح TLC. كان الهدف من الفحص الكيميائي النباتي هو معرفة المركبات الأيضية المسؤولة عن النشاط المضاد للفطريات من خلال الارتباط مع التأثير المضاد للفطريات ومضادات أنزيمات السيليولاز. كشفت الدراسة الكيميائية النباتية عن وجود مركبات الصابونين ,الفلافونويد ,العفص ,الكومارين والقلويدات في هذه المستخلصات. أظهرت المستخلصات المختلفة تباينًا كبيرًا في محتوياتها من الفينول والفلافونويدات بالإضافة إلى قدرتها المضادة للفطريات ، كما هو الحال في مستخلصات أسيتات الإيثيل. تم الكشف عن مناطق التثبيط باستخدام محلول يودي. تم تحديد مناطق التثبيط على أنها بقع بنية داكنة. أظهرت نتائج النشاط الإنزيمي - عن طريق تقنية البيواوتوغرافيا التلامسية - أن بعض مستخلصات L. feei و L. arborescens و A. graveolens لها تأثير قوي على أنزيمات السيليولازFoa. وذلك عند منطقة التثبيط بقطر أعلى من 2 مم. تم تحديد مركبين نشطين بيولوجيين هما: ميثيل غالات و حمض السيرنجيك من أجزاء أسيتات الإيثيل للأجزاء الهوائية من L. arborescens و A. graveolens باستخدام مطياف الرنين المغناطيسي النووي (1H و 13C) و .LC-MS